5.4.3 Двоичный счетчик с параллельным переносом
В счетчиках с последовательным переносом переключение каждого последующего триггера происходит с задержкой, равной времени срабатывания триггера. Общая задержка на срабатывание равна числу триггеров в счетчике, что приводит к низкому их быстродействию.
Для повышения быстродействия счетчики выполняют синхронными с параллельным переносом. Особенностью таких счетчиков является то, что входной сигнал подается одновременно на входы всех триггеров но переключение триггеров последующих разрядов зависит от состояния триггеров предыдущих разрядов. Момент переключения каждого триггера определяется схемой управления, в которой разрешающий сигнал формируется в предыдущем такте. Время установки кода в таком счетчике определяется длительностью переходного процесса одного триггера и не зависит от количества триггеров.
Схема суммирующего счетчика с параллельным переносом приведена на рисунке 5.27, а временные диаграммы на рисунке 5.28.
Триггер D1 переключается первым импульсом. Переключение триггера D2 произойдет, когда на входах J и K D2 будет присутствовать "1", то есть когда D1 находится в единичном состоянии и на вход С D2 придет тактовый импульс.
Рисунок 5.27 – Схема счетчика с параллельным переносом
Переключение триггера D3 происходит, когда триггеры D1 и D2 будут находиться в единичном состоянии и на вход С D3 придет тактовый импульс.
Рисунок 5.28 – Временные диаграммы работы счетчика
с параллельным переносом
5.4.4 Реверсивный счетчик с параллельным переносом
На рисунке 5.29 приведена схема двоичного реверсивного счетчика, то есть счетчика, позволяющего производить как сложение, так и вычитание.
Рисунок 5.29 – Реверсивный счетчик с параллельным переносом
Управление работой счетчика осуществляется внешними сигналами Т(сум.) и Т(выч). Для работы счетчика в режиме суммирования необходимо установить счетчик в нулевое состояние и подать "1" на вход Т (сум.), а на вход Т (выч.)="0". При этом элементы D2, D4,D6,D8 обеспечивают прохождение сигналов с прямых выходов предыдущих триггеров (D1,D5) на входы последующих (D5, D9).
В режиме вычитания счетчик устанавливается в единичное состояние подачей сигнала на вход "Уст1" и подачей "1" на вход Т (выч.), а на вход Т (сум.)= "0". При этом разрешается прохождение сигналов с инверсных выходов предыдущих триггеров (D1, D5) на входы последующих (D5, D9). Это осуществляется с помощью следующих элементов: D3, D4, D7, D8. Таким образом, в зависимости от управляющих сигналов счетчик может работать или на сложение, или на вычитание.
5.4.5 Счетчики с произвольным коэффициентом пересчета
Очень часто необходимы счетчики с коэффициентом пересчета не равным 2.
Для реализации счетчика с произвольным коэффициентом пересчета используют два приема. Первый заключается в следующем: из выходных сигналов триггеров сформируется сигнал для установки схемы в нулевое состояние с приходом импульса, порядковый номер которого равен коэффициенту пересчета. Формирование такого сигнала, как правило, осуществляется схемой "И".
Второй способ заключается в организации в счетчике обратных связей таким образом, чтобы с приходом последнего импульса все триггеры принимали нулевое состояние. Схема счетчика с коэффициентом пересчета, равным шести, представлена на рисунке 5.30а.
После прихода пятого импульса на трех входах D3 будет "1" (рисунок 5.30б). С приходом 6-го тактового импульса на выходе D3 появится сигнал, который через D4 устанавливает триггеры D1, D2, D5 в нулевое состояние. С помощью схемы "ИЛИ" (D4) производится и предварительная установка счетчика в нулевое состояние.
К-во имп |
С |
Q1 |
Q2 |
Q3 |
Uвых D4 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
2 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
3 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
4 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
5 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
6 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
а б
а – схема счетчика (Ксч = 6); б – таблица состояний
Рисунок 5.30 – Счетчик с коэффициентом пересчета, равным 6